CN108957817A - 一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构 - Google Patents

Abstract

一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，由上而下包括多功能屏前玻璃、透明保温光学胶黏剂、液晶显示屏、光学膜组、导光板、加热膜和隔热膜。其特征在于所述的液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂等的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高，通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热。本发明具有低成本、轻质超薄、环境可靠性高、生产效率高、热利用率高等特点，能够确保液晶显示组件在极端高温和低温环境下工作时均有较好的显示效果。

Description

一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，尤其是一种小尺寸超薄液晶显示器，具体地说是一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构。

背景技术

军用液晶显示器常常需要在极端温度环境下工作，并要求有较高的显示质量，因此需要对液晶显示器进行宽温工作的加固设计。常规的低温加热方式是在液晶显示屏后设置加热玻璃，首先加热玻璃依赖国外技术价格昂贵，并且受结构限制存在加热不均匀的问题，往往通过加热补偿设计解决此类问题，因而液晶显示器的加热功耗高，热利用率低，加热模块制作过程较为复杂，生产效率低下，并且按照常规方式加固的液晶显示器结构笨重，尺寸较厚，而现在随着飞机减重的要求不断提高，飞机及其配套设施包括液晶显示器的轻量化设计显得愈加重要。

专利申请号为201510876356.6的中国专利公开了一种超薄液晶显示装置及采用该装置的一体机，包括一液晶面板、一光学组件及一后壳，光学组件设置在后壳上，液晶面板设置在光学组件上方，后壳由金属材质制成，显示装置还包括一边缘框，设置在显示装置侧面，边缘框包括一侧面遮挡部及与其连接且呈一角度设置的正面遮挡部，侧面遮挡部覆盖显示装置侧面，并与后壳形成闭合结构，正面遮挡部包覆液晶面板周缘，后壳、侧面遮挡部及正面遮挡部形成一容纳空间，容纳空间内夹持固定液晶面板及光学组件。该发明优点是：降低成本和整机超薄设计。明显地，该专利主要涉及民用液晶电视领域，虽具备低成本和超薄的优势，但由于没有设置加热部件，所述的液晶显示模块不能满足极端低温环境下的正常工作，因而并不适用于严苛的服役环境。

专利申请号为201520025400.8的中国专利公开了一种超薄宽温液晶显示模块，包括从上往下依次设置的液晶显示面板、绝缘导热板、加热辐射板和保温板；保温板上集成有温度传感器、加热控制电路和温度采集电路；温度采集电路采集所述温度传感器的信号后给传输至加热控制电路，加热控制电路控制加热辐射板对液晶显示面板进行加热。通过设置加热辐射板以及带有保温、加热控制功能的保温板确保液晶显示面板的温度处于正常工作状态，即使在-55℃以下也能保证正常工作。

专利申请号为201510037704.0的中国专利公开了一种用于低温工作的液晶屏及其加热方法，包括依次层叠设置的液晶显示面板、绝缘导热粘结层、加热辐射板和保温板，加热辐射板和保温板压装为一体化结构，保温板上集成有加热控制电路和温度采集电路，液晶显示面板上分布有温度采集器，温度传感器采集所述液晶显示面板的温度信息，经温度采集电路传输至加热控制电路来控制加热辐射板工作，以实现降低/提高液晶显示面板的温度，该发明通过设置加热辐射板以及带有保温、加热控制功能的保温板确保液晶显示面板的温度处于正常工作状态，即使在-55℃以下也能保证正常工作。

上述两专利所述的是同一种能够在低温环境下正常工作的液晶显示模块，首先该种液晶显示模块没有设置光学组件，不能够满足军用显示器对于亮度、色坐标和色域等光学指标的要求；二来两专利所述的加热辐射板和保温板是粘结固定的一体化结构，且通过绝缘导热粘结层与液晶屏进行绑定，不仅难以返工维修，这种液晶屏后胶合绑定的模式还会带来湿热黄斑等一系列可靠性问题；第三，所述加热辐射板采用的氧化铟锡或氧化锡导电薄膜与常规加热玻璃的发热层材料相同，同样依赖国外技术，价格昂贵且难以做到均匀加热，必须通过导热板均匀过渡热量，因而该专利的加热保温模块包括一层导热板、一层加热辐射板和一层1.5～2.5mm的保温板，加热保温模块的厚度还有很大的下降空间；同时该专利所述的保温板与液晶屏温度一致，而一般保温材料的比热容大，因而从加热板辐射出的热量经过了保温板和导热板的大量消耗才到达液晶屏，体系热损大，液晶屏的热利用率低。

因此，探索一种既能满足宽温工作又能有较高显示质量的超薄液晶显示组件以实现减轻飞机配件重量，打破对国外技术的依赖，降低生产成本，提高生产效率的目的，成为了现今的一个研究热点。

发明内容

本发明旨在克服现有液晶显示屏加固技术的不足，提供了一种主要针对尺寸≤8.4英寸的中小尺寸的低成本超薄加固液晶显示组件及其结构。该发明具有低成本、轻质超薄、环境可靠性高、生产效率高、热利用率高等特点，能够确保液晶显示组件在极端温度环境下服役时液晶显示屏画面的高质量显示，可广泛应用于电子电器等领域。

本发明的技术方案是：

一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，主要针对尺寸≤8.4英寸的中小尺寸液晶显示组件，由上而下包括多功能屏前玻璃、透明保温光学胶黏剂、液晶显示屏、光学膜组、导光板、加热膜和隔热膜，其特征在于：所述的液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂等的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高，通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热。

所述的液晶显示组件总厚度为6.3mm～9.3mm，分解到结构各部件分别为：多功能屏前玻璃厚0.8mm～1.1mm，透明保温光学胶黏剂厚0.2mm～0.3mm，液晶显示屏厚1mm～1.6mm，光学膜组厚0.5mm～0.8mm，导光板厚2mm～3mm，加热膜0.8mm～1mm，隔热膜1mm～1.5mm。

所述的多功能屏前玻璃下表面镀有多层红外反射膜，镀膜层数为10～20层，屏前玻璃整体透过率为92%～95%。

所述的透明保温光学胶黏剂的热导率不大于0.12 W/ m•K，光透过率不小于95%。

所述的光学膜组材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺，热导率为0.3～0.6W/m•K，比热容为1100～1300 J/kg•K。

所述的导光板材料为聚碳酸酯、ABS共聚物、环状烯烃类树脂中的一种，热导率为0.2～0.4 W/m•K，比热容为1000～1200 J/kg•K。

所述的加热膜为柔性加热膜，由绝缘聚酯树脂薄膜热压石墨烯编织布或绝缘聚酯树脂薄膜热压铜箔得到，石墨烯编织布或铜箔的厚度为200μm～600μm，绝缘聚酯树脂的热导率不小于0.5W/m•K，加热膜通过石墨烯织布特定的编织结构和铜箔特定的走线方式实现热源的均匀发热，热量流经热导率较高的绝缘聚酯树脂薄膜后迅速扩展并覆盖整面薄膜，使其成为非常均匀的面热源。

所述的隔热膜为柔性隔热膜，由2～5组隔热单元组成，每个隔热单元包括1层红外反射涂层、2～4层纳米铝箔和1层玻璃纤维增强气凝胶层，通过聚氨酯胶黏剂胶合得到，隔热膜的热导率为0.008～0.015 W/m•K，比热容为800～1000 J/kg•K。

本发明的有益效果是：

①用柔性加热膜替代常规的加热玻璃，不仅打破了对国外氧化铟锡加热层旋涂工艺的依赖，降低生产成本，还弥补了常规加热玻璃加热均匀性不高的缺陷，省去了加热补偿的工艺过程。②隔热膜热导率低而比热容小，不仅自身的热损小，还可以阻止加热膜辐射出的80%的热量从散热板流失，促使热量只能向液晶屏方向传导，同时配合透明保温光学胶黏剂和屏前玻璃下表面红外反射膜的使用，最大可能切断了热量从液晶屏向屏前玻璃方向热传导和热辐射的路径，保证低温工作时液晶显示屏的热量最大化利用；③加热膜和隔热膜均可通过机械挤压或背胶贴附等工艺完成安装，操作简单，生产效率高；④屏前玻璃下表面的红外反射膜和保温胶黏剂以及隔热膜切断了高温环境下热量从液晶显示面法线方向向液晶显示屏传导和辐射的路径，极大地降低了高温环境下液晶显示屏的温度上升速率，同时热导率较高的光学膜、导光板和加热膜又为液晶屏提供了散热路径，保证液晶显示屏的温度始终处于相对较低且稳定的状态，从而有高质量的高温显示效果；⑤整体厚度小于1cm，超薄质轻，满足液晶显示器的轻量化设计要求。

附图说明

图1是本发明的低成本超薄加固液晶显示组件的立体分解结构示意图，其中：

图示10为多功能屏前玻璃，20为红外反射膜，30为透明保温光学胶黏剂，40为液晶显示屏，50为光学膜组，60为导光板，70为加热膜，80为隔热膜。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

参照图1，一种8.4英寸的低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，由上而下包括多功能屏前玻璃10、透明保温光学胶黏剂30、液晶显示屏40、光学膜组50、导光板60、加热膜70和隔热膜80。液晶显示组件总厚度为9.3mm，分解到结构各部件分别为：多功能屏前玻璃厚1.1mm，透明保温光学胶黏剂厚0.3mm，液晶显示屏厚1.6mm，光学膜组厚0.8mm，导光板厚3mm，加热膜1mm，隔热膜1.5mm；多功能屏前玻璃下表面镀有多层红外反射膜20，镀膜层数为20层，屏前玻璃整体透过率为92%；透明保温光学胶黏剂的热导率为0.1 W/ m•K，光透过率为96%；光学膜组材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，热导率为0.3W/m•K，比热容为1300 J/kg•K；导光板材料为聚碳酸酯，热导率为0.2 W/m•K，比热容为1200 J/kg•K；柔性加热膜由绝缘聚酯树脂薄膜热压石墨烯编织布得到，石墨烯编织布厚度为600μm，绝缘聚酯树脂的热导率为0.7W/m•K；柔性隔热膜由5组隔热单元组成，每个隔热单元包括1层红外反射涂层、2层纳米铝箔和1层玻璃纤维增强气凝胶层，通过聚氨酯胶黏剂胶合得到，隔热膜的热导率为0.008/ W/m•K，比热容为1000 J/kg•K。液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂等的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高（与传统加热部件设置在导光板后的侧背光液晶显示组件结构相比提高87%），通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热（最高表面工作温度不超过50℃）。

实施例2

参照图1，一种2.4英寸的低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，由上而下包括多功能屏前玻璃10、透明保温光学胶黏剂30、液晶显示屏40、光学膜组50、导光板60、加热膜70和隔热膜80。液晶显示组件总厚度为6.3mm，分解到结构各部件分别为：多功能屏前玻璃厚0.8mm，透明保温光学胶黏剂厚0.2mm，液晶显示屏厚1mm，光学膜组厚0.5mm，导光板厚2mm，加热膜0.8mm，隔热膜1mm；多功能屏前玻璃下表面镀有多层红外反射膜20，镀膜层数为10层，屏前玻璃整体透过率为95%；透明保温光学胶黏剂的热导率为0.12 W/ m•K，光透过率为95%；光学膜组材料为聚酰亚胺，热导率为0.6W/m•K，比热容为1100 J/kg•K；导光板材料为环状烯烃类树脂，热导率为0.4 W/m•K，比热容为1000 J/kg•K；柔性加热膜由绝缘聚酯树脂薄膜热压铜箔得到，铜箔厚度为200μm，绝缘聚酯树脂的热导率为0.5 W/m•K；柔性隔热膜由2组隔热单元组成，每个隔热单元包括1层红外反射涂层、4层纳米铝箔和1层玻璃纤维增强气凝胶层，通过聚氨酯胶黏剂胶合得到，隔热膜的热导率为0.015 W/m•K，比热容为800 J/kg•K。液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂等的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高（同比提高80%），通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热（最高表面工作温度不超过40℃）。

实施例3

参照图1，一种5英寸的低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，由上而下包括多功能屏前玻璃10、透明保温光学胶黏剂30、液晶显示屏40、光学膜组50、导光板60、加热膜70和隔热膜80。液晶显示组件总厚度为7.8mm，分解到结构各部件分别为：多功能屏前玻璃厚0.95mm，透明保温光学胶黏剂厚0.25mm，液晶显示屏厚1.3mm，光学膜组厚0.65mm，导光板厚2.5mm，加热膜0.9mm，隔热膜1.25mm；多功能屏前玻璃下表面镀有多层红外反射膜20，镀膜层数为15层，屏前玻璃整体透过率为94%；透明保温光学胶黏剂的热导率为0.11 W/ m•K，光透过率为97%；光学膜组材料为聚酰亚胺，热导率为0.45W/m•K，比热容为1200 J/kg•K；导光板材料为ABS共聚物，热导率为0.3 W/m•K，比热容为1100 J/kg•K；柔性加热膜由绝缘聚酯树脂薄膜热压铜箔得到，铜箔厚度为400μm，绝缘聚酯树脂的热导率为0.6 W/m•K；柔性隔热膜由4组隔热单元组成，每个隔热单元包括1层红外反射涂层、3层纳米铝箔和1层玻璃纤维增强气凝胶层，通过聚氨酯胶黏剂胶合得到，隔热膜的热导率为0.01 W/m•K，比热容为900J/kg•K。液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂等的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高（同比提高84%），通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热（最高表面工作温度不超过45℃）。

上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种低成本超薄加固液晶显示组件及其结构，主要针对尺寸≤8.4英寸的中小尺寸液晶显示组件，由上而下包括多功能屏前玻璃、透明保温光学胶黏剂、液晶显示屏、光学膜组、导光板、加热膜和隔热膜，其特征在于：所述的液晶显示组件通过隔热膜和透明保温光学胶黏剂的共同作用实现液晶显示屏低温工作热利用率的大幅提高，通过液晶显示屏前后部件的共同作用实现液晶显示屏高温工作时的良好散热。

2.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的液晶显示组件总厚度为6.3mm～9.3mm，分解到结构各部件分别为：多功能屏前玻璃厚0.8mm～1.1mm，透明保温光学胶黏剂厚0.2mm～0.3mm，液晶显示屏厚1mm～1.6mm，光学膜组厚0.5mm～0.8mm，导光板厚2mm～3mm，加热膜0.8mm～1mm，隔热膜1mm～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的多功能屏前玻璃下表面镀有多层红外反射膜，镀膜层数为10～20层，屏前玻璃整体透过率为92%～95%。

4.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的透明保温光学胶黏剂的热导率不大于0.12 W/ m•K，光透过率不小于95%。

5.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的光学膜组材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺，热导率为0.3～0.6 W/m•K，比热容为1100～1300 J/kg•K。

6.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的导光板材料为聚碳酸酯、ABS共聚物或环状烯烃类树脂中的一种，热导率为0.2～0.4 W/m•K，比热容为1000～1200 J/kg•K。

7.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的加热膜为柔性加热膜，由绝缘聚酯树脂薄膜热压石墨烯编织布或绝缘聚酯树脂薄膜热压铜箔得到，石墨烯编织布或铜箔的厚度为200μm～600μm，绝缘聚酯树脂的热导率不小于0.5W/m•K。

8.根据权利要求1所述的低成本超薄加固液晶显示组件，其特征在于：所述的隔热膜为柔性隔热膜，由2～5组隔热单元组成，每个隔热单元包括1层红外反射涂层、2～4层纳米铝箔和1层玻璃纤维增强气凝胶层，通过聚氨酯胶黏剂胶合得到，隔热膜的热导率为0.008～0.015 W/m•K，比热容为800～1000 J/kg•K。